《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》提出的未来五年所要实施的系列工程(产业创新工程、房屋品质提升工程、医疗卫生工程等)中,“工业互联网创新发展工程”赫然在列,其战略目标就是推动工业化与信息化在更广范围、更深程度、更高水平上实现融合创新,打造出具有国际竞争力的数字产业集群,进而加速中国网络强国进程。
价值创造的智能化载体
工业互联网是海量工业数据采集、传送、存储、计算、分析和应用的智能化载体,从创建到成熟,既得益于5G、互联网、大数据、人工智能为代表的新一代信息通信技术创新活跃、产业发展代际跃迁以及数字产业化供给能力大幅攀升的推动之力,更离不开工业设备、产线、车间、工厂的数字化水平持续提升以及产业数字化需求日益扩张的牵引之功。一般而言,工业互联网主要由网络、标识、平台、数据和安全五大功能部分组成,其中网络是基础,标识是身份,平台是中枢,数据是要素,安全是保障。
从技术架构层面看,工业互联网的最大特征是泛在互联,其不仅可以在设备、产线、车间、工厂和企业的物理肌体之上发光发热,更可以面向产业链的上下游和生态伙伴等价值主体赋能发力,实现对人、机、物、系统的全面连接。另外,工业互联网具有控网算的集成功能,即通过计算、网络和控制系统的深度融合,提升工业生产效率;与此同时,工业互联网具有开放智能作用,尤其是工业互联网平台作为支持制造业资源泛在连接、弹性供给、高效配置的载体,具有广泛连接、数据汇聚、建模分析、与知识复用的超级功效。
从应用模式层面看,工业互联网首先具有场景应用宽阔化特征,即基于设备、产线、车间、工厂、企业及产业链上下游等连接主体,创造出多元而复杂的应用场景,且数据量十分庞大;另一方面,工业互联网应用过程是企业数字化演进升级的过程,行业企业差异化程度高,工业设备数字化水平参差不齐,发展模式具有多样性与复合性;与此同时,工业互联网应用是一个协同发展的过程,从龙头企业内部拓展到产业链上下游,通过大企业带动小企业、下游企业带动上游企业、新兴产业带动传统产业,实现数字化转型的由点及面。
从价值创造层面看,工业互联网主要通过平台、数据创造价值和多方协同推动价值共创,它重塑了制造企业的商业模式,也改变了企业的价值创造方式——价值不再由企业独立自行创造,而是平台与顾客、服务商等诸多参与者在交互中共同生成。就此,一种极具影响力的观点指出,工业互联网本质是工业数据要素化和工业知识显性化驱动形成的新价值创造网络。工业数据要素化是指工业互联网深度挖掘制造数据,推动数据作为新生产要素进入生产函数。工业知识显性化则是指工业互联网在制造业服务化的数字化转型过程中,带动工业隐性数据和隐性知识的显性化。
颠覆性的革命意义
工业互联网作为新一代信息通信技术与工业经济深度融合的产物,不仅是第四次工业革命的重要基石,也是推动实体经济跃升的加速器和数字经济增长的新引擎。它将全球工业系统与传感、计算、互联网等技术连接融合,使互联网从数字空间向传统生产单元、系统、设备、车间、工厂等物理实体维度加速扩展,促进网络体系与工业体系深度融合。
就对生产方式和生产关系的影响而言,工业互联网首先引发了生产模式从规模经济向范围经济的转变,即在带动以标准化批量复制为导向的工业经济向以大规模个性化定制为特征的数字经济转变的同时,也促进了从传统的以企业为主导的预测驱动式生产向以用户需求为导向的订单驱动式生产转变;另一方面,工业互联网提升了数据作为核心生产要素参与价值创造和分配的能力,激发了生产力乘数效应,进而大幅提高了工业体系要素的价值转化效率;不仅如此,工业互联网引致了生产组织方式的裂变与重构,即通过不断解构和重构分工与协作流程,变革分工方式与提升协同效率,促进工业从封闭走向开放协作,使企业组织边界和竞合关系发生重大变化。
就对产业体系的影响看,首先,工业互联网作为产业数字化转型的引擎,综合运用新一代信息通信技术对传统产业进行全方位、全链条改造,打通了研发设计、生产制造、经营管理、运维服务等环节信息“大动脉”,催生出了平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理等新模式新业态;其次,工业互联网平台可有效助力产业链上中下游企业协同转型、大中小企业融通创新,同时促进第一、第二和第三产业深度融合,在此基础上诞生出新型产业体系;另外,工业互联网驱动着制造业发展理念、制造模式、底层机理发生重大变革,在颠覆现代工业生产组织形式的同时,重写21世纪制造业国际竞争的游戏规则。
就对生产效率与资源利用效率的作用看,一方面,工业互联网具有生产流程优化效应,它通过连接设备、产品和人员,实现生产过程的实时监控、故障预测和智能调度,减少停机时间,提高设备综合效率;另一方面,工业互联网可提升供应链智能化程度,实现供应链全链条的可视化、可感知、可调节,快速响应市场需求变化,降低库存成本,提高供应链的韧性和安全性;再者,工业互联网可通过对能源、原材料等消耗数据的精细化管理,实现资源的按需分配和优化利用,降低浪费。基于以上优势,权威测算结果显示,工业互联网核心产业增加值每增长1个单位,将带动其他行业增加值增长约4个单位,对经济增长形成了较强的溢出效应。
就促进科技创新的成效看,一方面,工业互联网产生的海量数据为人工智能、大数据、数字孪生等前沿技术提供了丰富的应用场景,加速了这些技术的成熟和落地,从这个意义而言,工业互联网无疑为技术创新提供了宽阔的“试验场”,不仅如此,工业互联网可推动跨领域协同研发,不同领域的企业和专家可以通过工业互联网平台进行协同设计和研发,打破信息孤岛,加速技术创新和知识扩散。
当然,工业互联网的影响远不止于企业、工厂和车间,也不仅拘囿于经济与商业层面,它通过将物理世界与数字世界深度融合,构建了一个更高效、更智能、更绿色、更人性化的社会运行新范式,是推动社会迈向高质量发展阶段的关键力量,比如工业互联网在将人类从危险、重复劳动中解放出来的同时,也能创造新的高技能岗位,如数据科学家、工业AI算法工程师、数字孪生工程师、平台运维专家等,从而推动劳动力结构向知识型、技能型转变;还比如,工业互联网可通过实时监控能耗和排放数据,优化能源使用,降低碳排放,助力国家“双碳”目标的实现等。
基于以上颠覆性革命效果,运用工业互联网推动制造业数字化转型、培育产业竞争新优势已成为全球主要国家的共识。美国持续推进先进制造国家战略,聚焦“再工业化”,充分发挥信息技术和产业优势,推动制造业数字化转型,筑牢领先地位;欧盟实施“工业5.0”,通过数字化转型打造以人为本、可持续发展和富有韧性的欧洲工业,其中德国大力发展“工业4.0”,以智能工厂、智能产线为基础,实现人、设备与产品的实时连通、相互识别和有效交流,着力构建高度灵活、个性化的智能制造模式;日本布局“互联工业”,强化物联网、人工智能等新技术运用,提升重点产业和关键环节互联互通水平。
多维度推进创新发展工程
在我国,实施工业互联网创新发展工程不仅资源充沛,而且前景广阔。一方面,我国工业形成了全、多、大的独特优势,拥有41个工业大类、207个工业中类、666个工业小类,是全世界唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家,制造业增加值规模连续14年居全球首位,为实施工业互联网创新发展工程提供了丰富的行业应用场景。另一方面,我国在新一代信息通信技术部分关键领域形成了先发优势,建成了全球领先的信息通信网络,同时通用芯片尤其是工业芯片的国产化替代能力加速,成本不断下降,并且我国算力总规模居全球第二,拥有全球领先的信息通信技术企业,实施工业互联网创新发展工程的技术服务支撑较为扎实。
更重要的是,自国务院出台《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》以来,约七年时间中,我国已搭建起工业互联网平台超340家,重点平台连接设备超过1亿台(套),实现41个工业大类以及185个工业中类全覆盖,同时建成了超2万个“5G+工业互联网”项目,创建了超700家高水平“5G工厂”;不仅如此,我国工业互联网标识解析体系全面建成,工业互联网标识注册量突破5100亿,服务企业近45万家;与此同时,国家工业互联网大数据中心体系正在加快建设,各工业大省的区域分中心建设也在迅速推进;另外,国家、省、企业三级协同的工业互联网安全监测服务体系也初步建成。以上指标显示,我国实施工业互联网创新发展工程所需要的行业重大基础设施较为完备与充分。
工业互联网创新发展工程无疑需要规划引领与政策引导,工信部目前正在推动发布工业互联网高质量发展指导意见,同时研究出台工业互联网与人工智能融合赋能行动方案,打造“5G+工业互联网”升级版,实施工业互联网与重点产业链的“链网协同”。观察顶层设计动向,未来五年实施工业互联网创新发展工程,重点将从网络、技术、应用、生态和安全的多个维度系统化推进。
首先是夯实网络设施,构造与健全互联底座。一方面,要推进企业内网改造,鼓励企业采用5G、时间敏感网络(TSN)、边缘计算等技术提升生产各环节网络化水平,推动信息技术(IT)网络与生产控制(OT)网络融合;另一方面,须完善企业外网建设,推动基础电信企业提供高性能、高可靠、高灵活、高安全的网络服务,加速IPv6(互联网协议第6版)、云网融合等新技术部署;不仅如此,要深化“5G+工业互联网”,支持工业企业建设5G全链接工厂,推动5G应用从外围辅助环节向核心生产环节辐射与渗透。
作为实施工业互联网创新发展工程的核心驱动,技术创新首先必须实现关键核心技术的突破,加强工业互联网网络、标识、平台、安全等领域关键技术攻关,提升工业芯片、工业软件、工业控制系统等供给能力;其次,要发展工业模型与人工智能,强化工业互联网与人工智能等新技术融合,加快打造一批具备竞争力的通用大模型,培育一批面向生产制造场景的行业专用模型,研发一批工业级人工智能产品;此外,要聚焦研发设计、生产运营等重点场景,打造具备数据处理和智能决策能力的工业智能体,创新应用范式。
为推动工业互联网在各行业、各环节的深度融合应用,释放数字化转型价值,首先需要加快平台体系建设,包括培育跨行业跨领域综合型工业互联网平台、行业特色型平台和技术专业型平台,推动工业设备和业务系统上云上平台;与此同时,要全力开展智能工厂梯度培育,建设“AI赋能示范型、协同共生链主型、生态创新引领型”未来工厂,打造出鲜明的应用标杆;另外,要推动“链网协同”,支持工业互联网与重点产业链深度融合,基于工业大模型开展协同采购、协同制造等应用,带动产业链上下游企业协同转型。作为重要的环境支撑条件,须完善金融支持创新体系建设,鼓励地方设立专项基金,加强硬科技属性评估,引导社会资本加强对工业互联网等领域创新型企业投资,鼓励金融机构依托工业互联网创新金融产品。
在产业生态培育与完善方面,首先应将培育多元化市场主体放在首位,重点是壮大“5G+工业互联网”产业主体,培育创新型领军企业和具有国际影响力的龙头企业;其次,支持基础软件和工业软件高质量发展,组织人工智能赋能新型工业化“揭榜挂帅”攻关,培育一批重点数厂、数商,打造安全可信的工业数据空间;再次,要加强人才培养,支持开展“5G+工业互联网”人才培训,壮大人才队伍,并鼓励校企共建产教融合实训基地,培育复合型人才;不仅如此,要通过建设“5G+工业互联网”融合应用先导区,推动国内外企业、机构在工业互联网领域开展务实合作。
工业互联网对网络的可靠性与稳定性要求更高,如设备运动控制和产品视觉检测数据的通信时延须分别小于1毫秒和10毫秒,而一般公共通信网络时延在100毫秒以内即可满足使用要求,同时,工业互联网的数据传输直接关系到生产安全,基于此,在继续强化基础设施建设的同时,实施工业互联网创新发展工程,首先须升级完善工业互联网安全技术监测体系,提升安全风险防范能力,一方面,实施工业互联网企业网络安全分类分级管理,同时遴选启动制造业数字化转型揭榜挂帅试点项目,形成一批工业互联网安全典型场景解决方案,在此基础上培育综合实力强的安全服务龙头企业,打造工业互联网安全创新示范园区。
最后,工业互联网是一个开放系统,需要各方协同推进。一方面,要深化产学研用合作,促进技术创新与产业应用良性互动,重点是支持企业、高校、科研院所联合攻关,加快工业5G芯片、模组、智能设备等技术创新和产业化推广。另一方面,要推动大中小企业融通发展,发挥龙头企业引领作用,通过链式牵引带动上下游、大中小企业数字化整体水平进一步提升,与此相策应,要优化“小快轻准”共性产品和解决方案“尝鲜”机制,通过免费试用产品或“微改造”,助力中小企业低成本实施数字化项目,而立足于微观创新与发展的基础,还要更广阔地打开国际交流合作新视窗,尤其要积极参与国际标准的制定,提升我国在国际工业互联网领域的话语权和影响力。
(作者系中国市场学会理事、经济学教授)

当前位置: